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题型:简答题
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简答题

如图所示,一光滑斜面与竖直方向成α 角,一小球有两种方式释放:第一种方式是在A点以速度v0平抛落至B点;第二种方式是在A点松手后沿斜面自由下滑,求:

(l)AB的长度多大?

(2)两种方式到B点,平抛的运动时间为t1,下滑的时间为t2等于多少?

(3)两种方式到B点的水平分速度之比和竖直分速度,各是多少?

正确答案

解:两种情况下从A到B位移相同,设AB长为L

(1)根据平抛运动的规律,

水平方向上有:Lsinα=v0t1

竖直方向上有:Lcosα=gt12

解得:t1=,L=,即AB的长度为

代入上式得:t1=

(2)下滑时物体的加速度为:a=gcosα,

下滑的位移为:L=at22

解得:t2=

所以=cosα.

(3)两种方式到B点的水平分速度之比为:

===

竖直分速度之比为:

===

答:(l)AB的长度为

(2)两种方式到B点,平抛的运动时间为t1,下滑的时间为t2等于cosα.

(3)两种方式到B点的水平分速度之比和竖直分速度,各是

解析

解:两种情况下从A到B位移相同,设AB长为L

(1)根据平抛运动的规律,

水平方向上有:Lsinα=v0t1

竖直方向上有:Lcosα=gt12

解得:t1=,L=,即AB的长度为

代入上式得:t1=

(2)下滑时物体的加速度为:a=gcosα,

下滑的位移为:L=at22

解得:t2=

所以=cosα.

(3)两种方式到B点的水平分速度之比为:

===

竖直分速度之比为:

===

答:(l)AB的长度为

(2)两种方式到B点,平抛的运动时间为t1,下滑的时间为t2等于cosα.

(3)两种方式到B点的水平分速度之比和竖直分速度,各是

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题型:简答题
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简答题

从20m高处以5m/s的初速度水平抛出一个小球,不计空气阻力,g取10m/s2,则小球经过多长时间落地,落地时小球在水平方向的位移为多少?.

正确答案

解:根据h=得,t=

水平位移x=v0t=5×2m=10m.

答:小球经过2s落地,落地时小球在水平方向的位移为10m.

解析

解:根据h=得,t=

水平位移x=v0t=5×2m=10m.

答:小球经过2s落地,落地时小球在水平方向的位移为10m.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,若质点以初速v0水平抛出后,落在倾角为θ=37°的斜面上,要求质点从抛出点到达斜面的位移最小,则质点的飞行时间为(  )

A

B

C

D

正确答案

B

解析

解:过抛出点作斜面的垂线,如图所示:

当质点落在斜面上的B点时,位移最小,设运动的时间为t,则

水平方向:x=v0t

竖直方向:y=

根据几何关系有 =tanθ

可得 =tanθ

解得 t===.故B正确,A、C、D错误.

故选:B.

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题型: 多选题
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多选题

以速度v0水平抛出一物体,当其竖直分位移与水平分位移相等时,此物体的(  )

A瞬时速度为

B竖直分速度等于水平分速度

C运动时间为

D发生的位移为

正确答案

A,C

解析

解:

A、B、C、据题意:竖直分位移与水平分位移大小相等,则有v0t=gt2,所以运动的时间为t=,此时竖直方向上的分速度 vy=gt=2v0

平抛运动瞬时速度的大小为v===,故AC正确.B错误;

D、此时水平方向上的位移的大小为x=v0t=,由于此时竖直分位移与水平分位移大小相等,所以此时物体运动的位移的大小为x=,故D错误.

故选:AC.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,从地面上方某点将一小球以v0=2.0m/s的初速度沿水平方向抛出,抛出点距地面高h=0.45m.不计空气阻力,取g=10m/s2.则小球从抛出到落地经历的时间为______s;小球落地点与抛出点的水平距离x=______m.

正确答案

0.30

0.60

解析

解:平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,根据h=得:t=

水平方向做匀速直线运动,所以水平距离x=v0t=0.60m

故答案为:0.30;0.60

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题型: 单选题
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单选题

从高H和2H处以相同的初速度水平抛出两个物体,它们落地点距抛出点的水平距离之比为(  )

A1:2

B1:

C1:3

D1:4

正确答案

B

解析

解:设物体的初速度为v0,运动的时间为t,

在竖直方向上 H=gt2

所以高为H运动的时间为t1=

从高为2H运动的时间为t2=

水平位移为x1=v0t1=v0

水平位移为x2=v0t2=v0

所以它们落地点距抛出点的水平距离之比为x1:x2=1:

故选:B

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题型:简答题
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简答题

将一物体沿水平方向抛出,经过2s物体到达地面,物体的水平位移为40m,g取10m/s2,不计空气阻力,求:

(1)物体的初速度;

(3)物体落地时速度的大小.

正确答案

解:(1)由:x=v0t    

得:

(2)由vy=gt=10×2 m/s=20 m/s   

落地速度大小问问:

m/s=

答:(1)物体的初速度为20m/s.

(2)物体落地时速度大小为m/s.

解析

解:(1)由:x=v0t    

得:

(2)由vy=gt=10×2 m/s=20 m/s   

落地速度大小问问:

m/s=

答:(1)物体的初速度为20m/s.

(2)物体落地时速度大小为m/s.

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题型:填空题
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填空题

平抛运动可分成:

(1)水平方向的匀速直线运动,其运动规律为:vX=______,x=______

(2)竖直方向的自由落体运动,运动规律为:vy=______,y=______

正确答案

v0

v0t

gt

解析

解:(1)水平方向的匀速直线运动,其运动规律为:vX=v0,x=v0t;

(2)竖直方向的自由落体运动,运动规律为:vy=gt,y=

故答案为:(1)v0,v0t;(2)gt,

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题型:简答题
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简答题

某中学的排球训练场地为长18.0m,宽9.0m的长方形,场地中央的排球网高约为2.0m,训练中使用的排球质量为0.28kg,取g=10m/s2

(1)若前排运动员跳起来在球网的上边缘沿垂直球网且水平的方向,将二传手传出的排球击中到对方场地的底线,不计排球被击出前的速度极其直径的大小,求运动运击球过程中对排球所做的功.

(2)站位在后排的运动员站在3m线处竖直向上起跳,并在最高点将球沿垂直球网方向水平击出后去,不计排球被击出前的速度极其直径的大小.

①若运动员跳起击球点的高度为2.5m,要想使排球既不触网也不出界,试分析说明击球的速度应满足什么条件

②若击球点的高度小于某个值,那么无论水平击球的速度多大,球不是触网就是出界,试求这个高度.

正确答案

解:(1)排球被击出后做平抛运动,运动的水平位移x=9.0m,下落的高度h=2.0m,

则平抛运动的时间

平抛运动的初速度

击球过程中运动员对排球做功W=

(2)①运动员将球水平击出后,球做平抛运动,设球刚好擦网而过,水平射程s1=3m,飞行时间s,

所以击球的最小速度为

设球恰好打在对方底线边界上,则水平射程s2=3m+9m=12m,此过程中球飞行的时间为

所以击球的最大速度

因此欲使球既不触网也不出界,则球的初速度满足

②设击球的高度为h2′时,球恰能擦网而过而不压对方底线边界,则对于球恰能擦网而过的情景有:

而对于球恰能压对方底线边界的情景有:

若击出球的速度v<v1,则触网,若v>v2,则出界,所以必定存在v1=v2时球既不触网又能压对方底线边界有:v1=v2,即

联立上述三个方程可解得h′=2m,即当时,无论击出球的速度v多大,球不是触网,就是出界.

答:(1)击球过程中对排球所做的功围为28.35J.

(2)欲使球既不触网也不出界,则球的初速度满足

时,无论击出球的速度v多大,球不是触网,就是出界.

解析

解:(1)排球被击出后做平抛运动,运动的水平位移x=9.0m,下落的高度h=2.0m,

则平抛运动的时间

平抛运动的初速度

击球过程中运动员对排球做功W=

(2)①运动员将球水平击出后,球做平抛运动,设球刚好擦网而过,水平射程s1=3m,飞行时间s,

所以击球的最小速度为

设球恰好打在对方底线边界上,则水平射程s2=3m+9m=12m,此过程中球飞行的时间为

所以击球的最大速度

因此欲使球既不触网也不出界,则球的初速度满足

②设击球的高度为h2′时,球恰能擦网而过而不压对方底线边界,则对于球恰能擦网而过的情景有:

而对于球恰能压对方底线边界的情景有:

若击出球的速度v<v1,则触网,若v>v2,则出界,所以必定存在v1=v2时球既不触网又能压对方底线边界有:v1=v2,即

联立上述三个方程可解得h′=2m,即当时,无论击出球的速度v多大,球不是触网,就是出界.

答:(1)击球过程中对排球所做的功围为28.35J.

(2)欲使球既不触网也不出界,则球的初速度满足

时,无论击出球的速度v多大,球不是触网,就是出界.

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题型:简答题
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简答题

(2015•江苏二模)如图所示,一个可视为质点的质量m=1kg的木块从P点以初速度v0=5m/s向右运动,木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,木块运动到M点后水平抛出,恰好沿竖直的粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力).已知圆弧的半径R=0.5m,半径OA与竖直半径OB间的夹角θ=53°,木块到达A点时的速度vA=5m/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2

(1)求P到M的距离l.

(2)求M、A间的距离s.

(3)若木块到达圆弧底端B点时速度大小为vB=5m/s,求此时木块对轨道的压力.

正确答案

解:

(1)由木块运动到M点后水平抛出,恰好沿竖直的粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧可得,M点的速度为:

v1=vAcosθ=3m/s,

P到M由牛顿第二定律:

ma=-μmg,

解得:

a=0.4×10=4m/s2

由运动学:

(2)由平抛运动规律可知,物体到达A点时竖直方向上的速度vy=vsinθ=5×0.8=4m/s;

则下落时间t===0.4s;

则水平位移x=v1t=3×0.4=1.2m;

竖直方向上的距离h===0.8m;

则由几何关系可知,MA间的距离s===1.44m;

(3)由牛顿第二定律:

解得:

根据牛顿第三定律可知,此时木块对轨道的压力为60N.

答:(1)求P到M的距离l=2m.

(2)M、A间的距离s为1.44m;

(3)若木块到达圆弧底端B点时速度大小vB=5m/s,此时木块对轨道的压力为60N.

解析

解:

(1)由木块运动到M点后水平抛出,恰好沿竖直的粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧可得,M点的速度为:

v1=vAcosθ=3m/s,

P到M由牛顿第二定律:

ma=-μmg,

解得:

a=0.4×10=4m/s2

由运动学:

(2)由平抛运动规律可知,物体到达A点时竖直方向上的速度vy=vsinθ=5×0.8=4m/s;

则下落时间t===0.4s;

则水平位移x=v1t=3×0.4=1.2m;

竖直方向上的距离h===0.8m;

则由几何关系可知,MA间的距离s===1.44m;

(3)由牛顿第二定律:

解得:

根据牛顿第三定律可知,此时木块对轨道的压力为60N.

答:(1)求P到M的距离l=2m.

(2)M、A间的距离s为1.44m;

(3)若木块到达圆弧底端B点时速度大小vB=5m/s,此时木块对轨道的压力为60N.

下一知识点 : 实验:研究平抛运动
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